提高喷管内天然气液化效率的方法

【摘要】：结合气、液相流动控制方程组,利用数值模拟计算,研究了利用非均质凝结及两级超声速旋流分离装置以提高天然气液化效率的可行性。结果表明,非均质凝结过程中,外界核心的存在能够有效降低气体凝结过程中的自由能障,促进液滴的凝结及生长;随着外界核心浓度的增大或外界核心半径的减小,喷管内自发凝结过程逐步被抑制,非均质凝结逐步占据主要地位;外界核心浓度的增大有利于凝结过程的发生,同时外界核心半径不能过大,外界核心半径大于1×10-7 m时,不发生非均质凝结。外界核心浓度为1×1017/kg、外界核心半径为1×10-9 m时,出口湿度较自发凝结过程湿度增加82.17%,提高了喷管内天然气液化效率。结合流量函数方法,设计了第1级超声速旋流分离装置的扩压段,在此基础上设计了两级液化过程,其综合湿度为0.107,较第1级单独使用时提高155.13%,较第2级单独使用时提高31.98%。两级液化装置较单级液化装置有更好的天然气液化效果。 【作者单位】： 中国石油大学储运与建筑工程学院;中国石油工程建设公司北京设计分公司;中国石油工程建设公司苏丹分公司;
【关键词】： 超声速 喷管 非均质凝结 两级 数值模拟
【基金】：国家自然科学基金项目(51274232);国家自然科学基金青年基金项目(51406240) 山东省自然科学基金青年基金项目(ZR2014EEQ003)资助
【分类号】：TE646
【正文快照】： 超声速旋流分离技术最早用于空调行业,后推广应用于天然气处理过程——天然气脱水、脱重烃。国内较多学者开展了相应的研究工作。Liu等[1-8]提出了一种新型超声速旋流脱水分离装置,采用数值模拟及室内实验研究分析了超声速分离管内气体凝结流动过程及该装置脱水性能;邱中华等[

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